并行化洪水演进模拟研究综述

近年来,并行化洪水演进模拟技术发展迅速,在防汛减灾领域发挥重要作用。在考虑洪水演进模型的数值方法、并行模式和编程技术等因素后,选取一些有代表性的洪水演进模型,分析了同构并行和异构并行洪水演进模型涉及的技术细节,提出并行化模型开发的技术难点和解决方法。最后,提出将来并行化洪水演进模型研发的着力点：非结构网格模型的异构并行化;混合并行的洪水演进模型;适于GPU异构并行的网格形式;并行环境下的实时可视化和交互式计算;基于动态编程语言的模型开发;界面式开发及模型应用推广。     

Differentially private data fusion and deep learning Framework for Cyber–Physical–Social Systems: State-of-the-art and perspectives

The modern technological advancement influences the growth of the cyber–physical system and cyber–social system to a more advanced computing system cyber–physical–social system (CPSS). Therefore, CPSS leads the data science revolution by promoting tri-space information resource from a single space. The establishment of CPSSs increases the related privacy concerns. To provide privacy on CPSSs data, various privacy-preserving schemes have been introduced in the recent past. However, technological advancement in CPSSs requires the modifications of previous techniques to suit its dynamics. Meanwhile, differential privacy has emerged as an effective method to safeguard CPSSs data privacy. To completely comprehend the state-of-the-art developments and learn the field’s research directions, this article provides a comprehensive review of differentially private data fusion and deep learning in CPSSs. Additionally, we present a novel differentially private data fusion and deep learning Framework for Cyber–Physical–Social Systems , and various future research directions for CPSSs.     

基于安全多方计算的车载网隐私保护机制

为了解决当前车载网隐私保护机制的安全性和效率问题,基于安全多方计算理论和匿名认证协议,提出了一种新的车载网节点隐私保护方案.该方案利用线性方程组的求解理论,采用安全高效的茫然传输机制,避开了传统的计算复杂的公钥密码算法.对方案的安全性和效率分析的结果表明,新方案不仅能够解决车载网中发送者隐私、接收者隐私、匿名性、共谋攻击、重放攻击等多种安全问题,而且认证效率也得到了有效提高,在计算性能受限的物联网环境中,具有理论和应用价值.     

基于时序逆影响的随机游走推荐算法*

相似性计算是协同过滤推荐的关键步骤,针对传统相似性计算认为相似关系是对等的且没有考虑消费顺序和时间间隔的问题,提出了基于时序逆影响的随机游走推荐算法。首先,基于用户时序关联图提出一种新的称为时序逆影响的相似性度量,利用随机游走得到了目标用户近邻集合;其次,利用随机游走在项目时序关联图上进一步改进推荐的多样性和覆盖率。它不但认为用户间相似是不对称的,考虑了用户消费项目的顺序和时间间隔,获得了用户全局的直接和间接近邻,而且考虑了项目间的时序逆影响。通过在真实数据集上的大量试验结果表明,与其他随机游走方法相比,不但能提高推荐性能、缓解数据稀疏,而且通过提高多样性和覆盖率解决了过拟合的问题。     

基于约化乘法表的绝热量子整数分解算法

绝热量子计算模型是一种极具潜力的量子计算模型。报告一种基于约化乘法表的绝热量子整数分解方案及其在6量子~16量子比特内的数值仿真实验结果。这种方案采用约化的乘法表将整数分解问题转化为优化问题,从而将分解问题所需要的量子比特降低到n(n为待分解整数的二进制位宽)。实验结果表明新的绝热量子整数分解算法只需要多项式时间来求解此优化问题。     

一种大地坐标变换近似算法

机载雷达数据处理系统需要频繁使用大地坐标变换算法将测量数据转换到公共参考坐标系下。针对精度要求相对较低的机载预警雷达系统,本文提出一种近似大地坐标变换算法以解决常规算法的计算复杂度大、难以实现等问题。Monte Carlo仿真结果表明:本文所提算法精度损失较小,计算复杂度低。     

基于多磁盘内存映射的并行湍流相屏生成方法

大气湍流仿真的核心问题是生成较高精度的多层湍流相屏。针对经典谱反演生成方法,占用大量计算机资源,且无法并行计算的问题,本文提出并实现了一种基于多磁盘内存映射的并行计算方法。该方法的基本思想是将数据量较大的文件暂存在多个磁盘上,分块映射部分数据到内存中进行并行计算,使用操作系统提供的函数接口实现了无需人工干预的分块自动化内存映射机制。实验结果表明,新方法运算速度提升明显,仿真结果较为准确。该方法不但可以解决大数据湍流相屏的并行生成,还适用于一般的大数据科学计算和计算机仿真。     

固体氧化物燃料电池氧化还原反应热流场模拟

为了研究固体氧化物燃料电池的氧化还原反应的热流场分布情况,建立了氧化还原反应的热流场环境.设计了连接管式高温炉的气体通路,研究了固体氧化物燃料电池在氧化还原反应中热流场的控制方式,分析了氧化还原反应热流场计算条件,并使用数值模拟工具进行计算与模拟.实验结果表明:氧化还原反应热流场的温度分布可以分为293 K、324.111 K、355.222K、386.333K、417.444K、448.556K、479.667K、510.778K、541.889K和573K等9个温度场分布等值区域,X坐标方向速度场分布范围为-0.200 261~0.177 592,Y坐标方向速度场分布范围为-0.275 204~0.260 32,及速度矢量范围为0~0.284 156,有助于显现氧化还原气体分布状况和氧化还原反应渐变过程.     

Fe-66.7%Si合金液滴落管实验的动力学和传热学计算

从动力学和传热学角度对Fe-66.7%Si（原子分数）合金液滴在充入不同种类和压力保护气体的落管中下落的运动过程和温度变化情况进行了计算分析.从重力水平和熔体冷却速率等方面对该合金液滴落管凝固实验的保护气体种类和压力选择进行了讨论.     

底吹电弧炉熔池混合过程的模拟研究

实验测量了电弧炉底部单喷嘴和多喷嘴喷吹的熔池水模型中混合时间和若干断面流场、混合时间随喷嘴直径、数量、位置及示踪剂投放点变化的函数关系。通过数值法求解了熔池流场及其混合过程。结果表明，仅靠增加喷嘴直径来改进熔池搅拌效果不显著。偏心、深熔池处布置的多喷嘴喷吹的流场混合能力较强，原因是这样布置使熔池流场具有较强烈的圆周方向对流并能获得更多的搅拌功率。